KR101967963B1 - Covalent organic framework for adsorbing so2 gas and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 SO2 기체의 흡착제로서 적합한 공유결합성 유기 골격구조체(Covalent Organic Framework, COF) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 공유결합성 유기골격 구조체는 이미드 백본을 가지며, SO2와 반응성이 있는 극성기를 갖는 6각형의 네트워크 구조의 다공성이다.The invention is already have a de backbone suitable covalent organic skeleton structure (Covalent Organic Framework, COF), and as it relates to a process for the manufacture, covalent organic skeleton structure according to the invention as an adsorbent of SO 2 gas, and SO 2 It is the porosity of a hexagonal network structure with reactive polar groups.

Description

이산화황 흡착제용 공유결합성 유기 골격구조체 및 그 제조방법{COVALENT ORGANIC FRAMEWORK FOR ADSORBING SO2 GAS AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a covalent organic skeleton structure for sulfur dioxide adsorbent,

본 발명은 SO2 기체의 흡착제로서 적합한 공유결합성 유기 골격구조체(Covalent Organic Framework, COF)에 대한 것이다.The present invention is directed to a covalent organic framework (COF) suitable as an adsorbent for SO 2 gas.

석탄 가스화 공정 중 발생하는 SO2 가스는 산성비와 매연과 같은 심각한 환경 문제를 유발하기 때문에 배기가스로부터 효과적으로 SO2가 제거되는 것이 바람직하다. 또한 현재 사용되고 있는 탈황 공정은 저효율 공정이어서, 효율적인 SO2 가스 제거를 수행하지 못하고 있다. 이로 인해 유해물질인 SO2는 선택적 촉매환원공정(Selective Catalyst Reduction, SCR)에서의 촉매 방해인자로 작용하여 선택적 촉매 환원공정의 효율을 저하시키고 있다.Since the SO 2 gas generated during the coal gasification process causes serious environmental problems such as acid rain and soot, it is desirable that SO 2 is effectively removed from the exhaust gas. Also, since the currently used desulfurization process is a low-efficiency process, efficient SO 2 gas removal can not be performed. As a result, SO 2 , a harmful substance, acts as a catalyst inhibitor in Selective Catalyst Reduction (SCR), thereby reducing the efficiency of the selective catalytic reduction process.

한편, 종래부터 적용되어 온 석탄가스 탈황장치(Fuel Gas Desulfurization, FGD)는 석회 및 암모니아 스크러빙(scrubbing), 유기 용매를 통한 물리적 흡착 등의 방법으로 개발되어 왔다. 그러나, 이러한 탈황장치는 SO2 흡착효율이 매우 낮고, 방대한 유기 폐수 및 유기 용매를 발생시킨다는 단점이 있다. 또한 상기와 같은 낮은 흡착효율에 더하여, 석탄가스에서 SO2가 차지하는 비율이 0.2vol%로 낮기 때문에 물리적 흡착만으로는 SO2의 효율적인 제거에는 한계가 있다.Meanwhile, a conventional coal gas desulfurization (FGD) has been developed by a method such as lime and ammonia scrubbing, physical adsorption through an organic solvent, and the like. However, such a desulfurization apparatus has a disadvantage that the SO 2 adsorption efficiency is very low, and it generates a large amount of organic wastewater and an organic solvent. In addition to the low adsorption efficiency as described above, since the ratio of SO 2 in the coal gas is as low as 0.2 vol%, effective removal of SO 2 is limited only by physical adsorption.

이와 같은 종래의 탈황장치를 대체하기 위한 방안으로, 양이온과 음이온의 결합으로 이루어진 IL(Ionic Liquid)에 대한 연구가 진행되어 왔지만, 높은 점도로 인하여 SO2 흡착속도가 매우 더디다는 단점이 있다.As an alternative to such a conventional desulfurization apparatus, studies have been made on IL (Ionic Liquid) composed of a combination of a cation and an anion, but the disadvantage is that the SO 2 adsorption rate is very slow due to the high viscosity.

최근 가스 저장 분야에서 결정성을 가지면서 영구적인 기공성 및 큰 표면적을 갖는 COF에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. N2, CO2, CH4 등의 다양한 기체에 흡착 연구가 이루어지고 있지만, SO2의 흡착을 위한 COF는 아직 보고된 바 없다.Recently, researches on COF having permanent porosity and large surface area while having crystallinity in the gas storage field have been actively carried out. Adsorption studies on various gases such as N 2 , CO 2 and CH 4 have been carried out, but no COF has been reported for the adsorption of SO 2 .

이에 본 발명자들은 COF의 포어(pore)를 통하여 물리적 흡착을 달성함과 동시에 SO2와 전하이동 복합체(charge transfer complex)를 형성하여 SO2 기체를 화학적을 흡착할 수 있는 COF 기반의 신규 흡착제를 제공하고자 한다.The present inventors provide the must achieve physical adsorption and at the same time, SO 2 and a charge transfer complex (charge transfer complex) to form a new adsorbent of the COF based capable of adsorbing chemically a SO 2 gas to through the pores (pore) of the COF I want to.

본 발명은 공유결합성 유기골격 구조체에 대한 것으로서, 이미드 백본(imide backbone)을 가지며, SO2와 화학적 반응을 할 수 있는 기능기를 갖는 6각형의 네트워크 구조의 다공성인 공유결합성 유기골격 구조체를 제공한다.The present invention relates to a covalent organic skeleton structure, which is a porous covalent organic skeleton structure having a hexagonal network structure having an imide backbone and having a functional group capable of chemical reaction with SO 2 to provide.

상기 이미드 백본은 PMDA와 TAPA의 반응에 의해 생성된 것일 수 있다.The imide backbone may be one generated by the reaction of PMDA and TAPA.

상기 이미드 백본은 다음의 구조식을 반복단위로 갖는 것일 수 있다.The imide backbone may have the following structural formula as a repeating unit.

Figure 112016126708960-pat00001
Figure 112016126708960-pat00001

상기 극성기는 카복실기 및 트리페닐아민기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있다. The polar group may be at least one selected from the group consisting of a carboxyl group and a triphenylamine group.

상기 공유결합성 유기골격 구조체는 BET 표면적이 90 내지 1,000㎡/g인 것이 바람직하다.It is preferable that the covalent bonding organic skeleton has a BET surface area of 90 to 1,000 m < 2 > / g.

공유결합성 유기골격 구조체는 배기가스 중의 SO2 흡착을 위한 SO2 흡착제로 사용될 수 있다.Covalent organic skeletal structure may be used as the SO 2 sorbent for adsorbing SO 2 in the exhaust gas.

이때, 상기 SO2 흡착제는 흡착제 1g 당 0.3 내지 0.45g의 SO2를 흡착할 수 있다.At this time, the SO 2 adsorbent can adsorb 0.3 to 0.45 g of SO 2 per 1 g of the adsorbent.

상기 흡착제는 SO2 흡착시 IR 스펙트럼은 SO2와 결합하여 1323㎝-1 및 1145㎝-1의 피크를 가지며, SO2 탈착 후의 IR 스펙트럼은 1323㎝-1 및 1145㎝-1의 피크가 사라지고, 기존의 1320㎝-1의 피크를 갖는 것일 수 있다.The sorbent when SO 2 absorption IR spectrum has a peak of 1323㎝ 1145㎝ -1 and -1 in combination with SO 2, SO 2 IR spectrum after desorption has disappeared and the 1323㎝ -1 and 1145㎝ -1 peak, And may have an existing peak at 1320 cm -1 .

또한 본 발명은 공유결합성 유기골격 구조체 제조방법을 제공하며, PMDA, TAPA 및 DMMA를 용매에 용해하여 혼합 용액을 제조하는 단계 및 상기 혼합용액에 마이크로 웨이브를 조사하여 가열하여 PMDA와 TAPA를 반응시킨 후 침전된 반응생성물을 회수하는 단계를 포함하며, 상기 유기골격 구조체는 이미드 백본을 가지며, 6각형의 네트워크 구조를 갖는 다공성인 공유결합성 유기골격 구조체가 얻어진다.The present invention also provides a process for preparing a covalently bonded organic skeleton, comprising the steps of preparing a mixed solution by dissolving PMDA, TAPA and DMMA in a solvent, and heating the mixed solution by microwave irradiation to react PMDA and TAPA And recovering the post-precipitated reaction product, wherein the organic skeleton structure has an imide backbone, and a porous covalent organic skeleton structure having a hexagonal network structure is obtained.

상기 혼합 용액은 PMDA 3 당량에 대하여 TAPA를 0.6 내지 1.8몰비로 포함하고, DMMA를 0.6 내지 4.2몰비로 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the mixed solution contains TAPA in an amount of 0.6 to 1.8 molar ratio based on 3 equivalents of PMDA and DMAR in a molar ratio of 0.6 to 4.2.

상기 혼합 용액은 DMMA를 TAPA의 몰수에 대하여 10 내지 60몰%의 비율로 포함하는 것이 바람직하다.The mixed solution preferably contains DMMA in a proportion of 10 to 60 mol% based on the molar amount of TAPA.

상기 용매는 메시틸렌, NMP 및 이소퀴놀린를 포함하는 공용매(cosolvent)인 것이 바람직하다.The solvent is preferably a cosolvent comprising mesitylene, NMP and isoquinoline.

상기 가열은 마이크로 웨이브를 혼합용액의 온도 200 내지 250℃의 범위에서 2시간 내지 2시간 30분 동안 조사하여 수행할 수 있다. The heating can be performed by irradiating the microwave at a temperature of 200 to 250 ° C for 2 hours to 2 hours and 30 minutes.

본 발명에서 제공하는 COF를 종래의 낮은 효율을 갖는 FGD 공정에 도입함으로써 효과적으로 SO2를 흡착하여 제거할 수 있다.By introducing the COF provided in the present invention into a conventional FGD process having a low efficiency, SO 2 can be effectively adsorbed and removed.

본 발명에서 제공되는 COF는 흡착효율이 매우 높고 완벽하게 탈착이 가능한 기공성 물질로서, 향후 유해가스 처리 공정에서 본 발명의 COF가 효율적으로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.The COF provided in the present invention is a porous material that has a very high adsorption efficiency and can be completely desorbed, and it is expected that the COF of the present invention can be efficiently applied in a future process for treating harmful gases.

도 1은 본 발명에 의해 제공되는 COF의 일 부분에 대한 구조를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의해 제공되는 COF가 SO2를 흡착하는 메커니즘을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 얻어진 COF로서 DMMA의 몰비에 따른 표면적의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 얻어진 DMMA의 몰비에 따른 각 COF의 SO2 흡착량을 나타내는 그래프로서, (a)는 중량단위에 대한 것이고, (b)는 단위 표면적(surface) 당 SO2와 N2 흡착량에 대한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 얻어진 DMMA의 몰비에 따른 COF의 IR 스펙트럼 분석 결과로서, (a)는 DMMA를 포함하지 않는 경우이고, (b)는 DMMA를 10몰% 포함하는 경우에 대한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 얻어진 DMMA의 몰비에 따른 COF의 SO2의 흡탈착에 따른 SO2 흡착능 재현성을 테스트하여 나타낸 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagrammatic representation of a structure for a portion of a COF provided by the present invention.
Fig. 2 is a conceptual diagram schematically showing a mechanism by which the COF provided by the present invention adsorbs SO 2 .
3 is a graph showing the difference in surface area according to the molar ratio of DMMA as the COF obtained in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing SO 2 adsorption amounts of respective COFs according to the molar ratio of DMMA obtained in the embodiment of the present invention, wherein (a) is for a weight unit, (b) is for SO 2 per unit surface area N 2 adsorption amount.
5 shows the results of IR spectrum analysis of COF according to the molar ratio of DMMA obtained in the example of the present invention, wherein (a) does not include DMMA and (b) contains DMMA in an amount of 10 mol% .
Figure 6 is a graph showing test the SO 2 adsorbing ability reproducibility according to the adsorption and desorption of SO 2 in the COF according to the molar ratio of DMMA obtained in the embodiment of the present invention.

본 발명은 높은 효율의 SO2 흡착 결과를 보이며 완벽한 탈착이 가능하여 SO2 흡착 및 탈착제로서 적합한 COF(Covalent Organic Framework)를 제공하고자 한다. The present invention aims to provide a COF (Covalent Organic Framework) suitable for SO 2 adsorption and desorption by showing a high efficiency of SO 2 adsorption and enabling complete desorption.

본 발명에서 제공되는 COF는 물질 구성 원소가 모두 유기물이기 때문에 가볍고 유연하며 환경 친화적이며, 또한 탈착 후 재사용이 가능하기 때문에 재활용 측면에서도 우수한 효과를 갖는 흡착제로서, 기존의 저효율 탈황 장치를 대체하는 물질로서 적용될 수 있을 것으로 기대된다.The COF provided in the present invention is an adsorbent having excellent effects in terms of recycling since it is light, flexible and environmentally friendly since all the constituent elements are organic, and can be reused after desorption. As a substitute for the existing low efficiency desulfurization apparatus It is expected to be applicable.

이에 본 발명자들은 COF의 포어(pore)를 통하여 물리적 흡착을 달성함과 동시에 아민 기능기를 통하여 SO2와 전하이동 복합체(charge transfer complex)를 형성하여 SO2 기체를 화학적으로 흡착할 수 있는 COF 기반의 흡착제를 제공하고자 한다.Accordingly, the present inventors have found that COF-based compounds capable of chemically adsorbing SO 2 gas by achieving physical adsorption through the pores of COF and forming charge transfer complexes with SO 2 through amine functional groups To provide an adsorbent.

본 발명에서 제공되는 COF는 가스가 효과적으로 통과할 수 있는 채널(channel)을 만들면서 동시에 흡착하고자 하는 성분인 SO2와 상호작용할 수 있는 기능기를 쉽게 부착할 수 있는 물질인 것이 바람직하다. The COF provided in the present invention is preferably a substance capable of easily attaching a functional group capable of interacting with SO 2 , which is a component to be adsorbed, while simultaneously forming a channel through which the gas can effectively pass.

이에, 본 발명은 이미드 백본을 갖는 COF를 제공한다. 본 발명에 의해 제공되는 이미드 백본을 갖는 COF는 열적/화학적으로 매우 안정하다. 따라서, 고온의 배기가스로부터 SO2를 흡착하는 흡착제로 사용되더라도 그 다공구조를 유지하며, 흡착한 SO2를 탈착한 후에도 초기의 SO2 흡착 성능을 장기간 유지할 수 있다.Accordingly, the present invention provides a COF having an imide backbone. The COF having the imide backbone provided by the present invention is thermally / chemically very stable. Therefore, even when used as an adsorbent for adsorbing SO 2 from a high temperature exhaust gas, its porous structure can be maintained, and initial SO 2 adsorption performance can be maintained for a long period of time even after adsorbed SO 2 is desorbed.

본 발명의 이미드 백본을 갖는 COF는 PMDA(pyro-mellitic dianhydride)와 TAPA(tris(4-[(dimethylamino)methyl]aniline))의 반응에 의해 생성될 수 있다. 이들의 반응에 의해 아래와 같은 구조의 이미드 결합을 갖는 기본단위구조가 형성된다.The COF having the imide backbone of the present invention can be produced by the reaction of pyro-mellitic dianhydride (PMDA) with tetra (4 - [(dimethylamino) methyl] aniline). By these reactions, a basic unit structure having an imide bond of the following structure is formed.

Figure 112016126708960-pat00002
Figure 112016126708960-pat00002

이들이 중합에 의해 반복함으로써 도 1과 같은 6각형의 구조를 형성하게 되며, 더 나아가 서로 네트워크를 형성함으로써 도 2와 같은 6각형의 네트워크 구조를 갖는 다공성인 COF가 형성된다. These are repeated by polymerization to form a hexagonal structure as shown in Fig. 1, and further, by forming a network with each other, a porous COF having a hexagonal network structure as shown in Fig. 2 is formed.

이와 같은 다공성의 COF는 SO2를 포어 내에 포집할 수 있다. 그러나, SO2는 상기와 같은 다공성 COF의 포어 내에 단순히 물리적으로 흡착되어, 흡착된 SO2가 빠져나가는 등 SO2의 흡착 손실이 발생하는 문제가 있다. 또한, 이미드 백본을 가짐으로써 내열성이 우수하나, 흡착 및 탈착 과정을 반복함으로써 온도 변화에 따른 네트워크의 구조 변화가 발생하며, 이로 인해 흡착능이 감소하는 문제가 있다.This porous COF can trap SO 2 in the pores. However, SO 2 is the problem that this is merely physical adsorption, the adsorption loss of SO 2 and so on out of the adsorbed SO 2 is located within the pores of the porous COF as described above occurs. Further, since the imide backbone is provided, the heat resistance is excellent, but the structure of the network is changed due to the temperature change by repeating the adsorption and desorption processes, thereby causing the problem that the adsorption capacity is decreased.

이에, 본 발명은 상기 COF에 SO2와 반응성이 있는 작용기를 도입하고자 한다. 이와 같이 SO2에 대하여 반응성이 있는 작용기를 도입함으로써, COF의 다공구조에 의한 물리적 흡착과 함께 작용기에 의한 SO2의 화학적 흡착을 도모할 할 수 있다. 작용기에 의한 SO2의 화학적 흡착 및 탈착은 SO2를 흡착할 수 있는 작용기로 디메틸아민기를 도입한 경우를 예로 들면, 다음의 메커니즘으로 표현될 수 있다.Accordingly, the present invention intends to introduce a functional group reactive with SO 2 into the COF. By introducing a functional group reactive with SO 2 in this way, it is possible to physically adsorb CO 2 by a porous structure and chemically adsorb SO 2 by a functional group. Chemical adsorption and desorption of SO 2 by the functional group is, for the case of introducing a dimethyl amine functional groups capable of adsorbing SO 2 for example, can be expressed by the following mechanisms.

Figure 112016126708960-pat00003
Figure 112016126708960-pat00003

이에 의해, 흡착 및 탈착 과정의 반복에 의한 온도 변화에 따른 다공 구조의 변화가 있더라도, 화학적 흡착을 통해 흡착능을 유지할 수 있어, 우수한 재현성을 확보할 수 있다. 나아가, 화학적 흡착을 통해 SO2가 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.Thus, even if there is a change in the porous structure due to the temperature change due to the repetition of the adsorption and desorption processes, the adsorption ability can be maintained through chemical adsorption, and excellent reproducibility can be ensured. Further, SO 2 can be prevented from escaping through chemical adsorption.

상기 SO2에 대하여 반응성이 있는 작용기로는 디메틸아민기, 구아니디늄(guanidinium), 알카놀 아민(alkanol amine), 다브코(DABCO), 아졸(azole) 등을 들 수 있다. 이들 작용기는 어느 하나를 단독으로 사용할 수 있음은 물론, 이들 중 2 이상의 작용기를 동시에 도입할 수도 있다.Examples of the functional group reactive with SO 2 include dimethylamine group, guanidinium group, alkanol amine group, DABCO group and azole group. Any of these functional groups may be used alone, or two or more functional groups may be introduced at the same time.

상기 작용기를 도입함으로써 COF의 표면적은 도입된 작용기에 의해 부분적으로 감소한다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이 작용기에 의해 SO2의 흡착능 재현성은 현저히 상승하여 SO2 흡착재로서는 보다 효율적으로 사용할 수 있다.By introducing the functional group, the surface area of COF is partially reduced by the introduced functional group. However, the reproducibility of the SO 2 adsorbing ability by a functional group as described above may significantly increase to be more efficient as the SO 2 sorbent.

본 발명의 COF는 PMDA, TAPA 및 DMMA를 용매로 용해한 후 마이크로 웨이브를 조사함으로써 수행할 수 있다. The COF of the present invention can be carried out by dissolving PMDA, TAPA and DMMA in a solvent and irradiating microwaves.

먼저, 상기 PMDA, TAPA 및 DMMA를 용매로 용해하여 혼합용액을 제조한다. 상기 혼합용액을 제조함에 있어서 PMDA 3 당량에 대하여 TAPA는 0.6 내지 1.8몰비로 포함하고, 또 DMMA는 0.6 내지 4.2몰비로 포함하는 것이 바람직하다. First, the PMDA, TAPA and DMMA are dissolved in a solvent to prepare a mixed solution. In preparing the mixed solution, TAPA is preferably contained in an amount of 0.6 to 1.8 molar ratio based on 3 equivalents of PMDA, and DMAM is preferably contained in a molar ratio of 0.6 to 4.2.

이때, 상기 DMMA는 TAPA의 몰수에 대하여 10 내지 60몰%의 함량으로 포함하는 것이 바람직하다. DMMA를 10몰% 미만으로 사용하는 경우에는 그 당량이 매우 적어 작용기가 부착된 COF를 형성할 수 없다는 문제가 있다. 따라서, DMMA는 10몰% 이상 첨가하는 것이 바람직하다. At this time, the DMMA is preferably contained in an amount of 10 to 60 mol% based on the molar amount of TAPA. When DMMA is used in an amount of less than 10 mol%, there is a problem that the equivalent amount thereof is so small that COF with a functional group can not be formed. Therefore, DMMA is preferably added in an amount of 10 mol% or more.

상기 DMMA를 첨가하면 COF를 구성하는 두 빌딩블록인 PMDA와 PATA 간의 π-π 상호작용이 감소하게 되어 비정질 영역이 증가하게 되며, 이로 인해 상대적으로 다공 구조가 허물어지는 현상이 발생하게 되며, 이러한 현상은 DMMA를 첨가하는 양이 증가할수록 증대된다. 이로 인해 흡착제 1g 당 SO2 흡착량은 감소하나, 단위 표면적(surface) 당 흡착량은 증가하게 된다. 그러나, 60%를 초과하는 경우에는 기공이 막혀 COF로서의 특성이 훼손된다.When DMMA is added, the π-π interaction between PMDA and PATA, which are two building blocks composing the COF, is decreased and the amorphous region is increased. As a result, the porous structure is relatively broken. Is increased as the amount of DMMA added increases. As a result, the amount of SO 2 adsorbed per 1 g of the adsorbent is reduced, but the amount of adsorbed per unit surface area is increased. However, if it exceeds 60%, the pores are clogged and the characteristic as the COF is damaged.

보다 바람직하게는 상기 DMMA는 TAPA에 대하여 3당량의 몰 비율로 10 내지 40몰%의 범위 내에서 사용하는 것이 COF의 기공구조 유지 및 SO2의 화학적 흡착능 측면에서 보다 바람직하며, 가장 바람직하게는 10 내지 20몰%이다.More preferably, the DMMA is used in a molar ratio of 3 equivalents to TAPA in the range of 10 to 40 mol% from the viewpoint of maintaining the pore structure of COF and the chemical adsorption capacity of SO 2 , and most preferably 10 To 20 mol%.

상기 PMDA, TAPA 및 DMMA는 용매에 용해하여 혼합용액을 제조한다. 이때 사용되는 용매로는 메시틸렌, NMP(N-메틸피롤리돈), 아이소퀴놀린의 공용매를 사용할 수 있다. 이들 중 아이소퀴놀린은 이미드 반응에서 부반응 산물인 아이소이미드를 이미드로 변환시켜주는 촉매 역할을 한다. 상기 용매는 메시틸렌의 부피에 대하여 NMP를 0.8 내지 1.2부피비로 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 아이소퀴놀린은 메시틸렌의 부피에 대하여 0.1 내지 0.5의 부피비로 포함할 수 있다.The PMDA, TAPA and DMMA are dissolved in a solvent to prepare a mixed solution. As the solvent used herein, a co-solvent of mesitylene, NMP (N-methylpyrrolidone) and isoquinoline may be used. Of these, isoquinoline acts as a catalyst to convert the side-product, isoimide, to the imide in the imide reaction. The solvent preferably contains NMP in a volume ratio of 0.8 to 1.2 based on the volume of mesitylene. The isoquinoline may be contained in a volume ratio of 0.1 to 0.5 based on the volume of mesitylene.

상기 혼합용액에 대하여는 마이크로 웨이브를 조사하여 가열함으로써 상기 PMDA, TAPA 및 DMMA를 반응시킨다. 본 발명에 있어서 마이크로 웨이브를 조사함으로써 반응시간을 현저히 단축시킬 수 있어 바람직하다.The mixed solution is irradiated with microwave and heated to react the PMDA, TAPA and DMMA. In the present invention, irradiation of microwaves is preferable because the reaction time can be remarkably shortened.

이때, 상기 혼합 용액의 온도는 마이크로 웨이브를 조사하여 200 내지 250℃ 범위 내로 가열하는 것이 바람직하다. 200℃ 미만으로 가열하는 경우에는 생산물의 수율이 낮은 문제가 있다. 250℃ 이상의 온도에서 반응시킬 수도 있으나, 온도의 상승으로 인해 나타나는 특별한 효과가 없으며, 오히려 압력 상승을 초래하여 장비에 부하를 초래할 우려가 있다.At this time, it is preferable that the temperature of the mixed solution is heated to 200 to 250 ° C by irradiating microwave. There is a problem that the yield of the product is low. Although the reaction can be carried out at a temperature of 250 ° C or higher, there is no special effect due to the rise of the temperature, and the pressure may be increased, resulting in a load on the equipment.

나아가, 마이크로 웨이브는 2시간 내지 2시간 30분 동안 조사하여 상기 온도 범위를 유지시키는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 경우에는 결정성 있는 골격체를 형성하기에 문제가 있다. Further, the microwave is preferably irradiated for 2 hours to 2 hours and 30 minutes to maintain the temperature range. If it is outside the above range, there is a problem in forming a crystalline skeleton.

이와 같은 반응에 의해 갈색의 침전물이 생성되는데, 이를 여과 분리한 후, 세정하여 건조함으로써 본 발명의 COF를 얻을 수 있다.The brown precipitate is formed by such a reaction. The precipitate is separated by filtration, washed and dried to obtain the COF of the present invention.

본 발명에 의해 얻어진 COF는 SO2 흡착제로서 적합하게 사용할 수 있다. 본 발명의 COF는 최대 COF 1g 당 SO2를 0.45g, 예를 들면 0.3 내지 0.45g 흡착할 수 있어, 매우 우수한 SO2 흡착효율을 나타낼 수 있다. 이와 같은 우수한 흡착능을 나타내는 것은 다공구조로 인하여 높은 표면적을 가지며, SO2를 화학적으로 흡착할 수 있는 작용기를 포함하기 때문이다. The COF obtained by the present invention can be suitably used as an SO 2 adsorbent. The COF of the present invention can adsorb 0.45 g, for example, 0.3 to 0.45 g of SO 2 per 1 g of the maximum COF, and can exhibit a very excellent SO 2 adsorption efficiency. Such an excellent adsorptivity is exhibited because it has a high surface area due to the porous structure and contains functional groups capable of chemically adsorbing SO 2 .

본 발명에 의해 제공되는 COF는 DMMA의 도입량에 따라 상이하나, 약 90 내지 1,000㎡/g의 BET 비표면적 값을 갖는다. 상기 범위의 비표면적값을 갖는 경우에 앞서 설명한 바와 같이 DMMA에 의해 도입된 작용기로 인해 화학적 SO2 흡착량을 높일 수 있고, 또한 COF의 다공 구조를 유지할 수 있어, 최적의 SO2 흡착능을 발휘할 수 있다. 보다 바람직하게는 500 내지 900㎡/g의 비표면적을 가질 수 있다.The COF provided by the present invention is different depending on the introduction amount of DMMA, but has a BET specific surface area value of about 90 to 1,000 m 2 / g. And due to the functional groups introduced by DMMA as described above, if having a specific surface area value of the above range can increase the chemical SO 2 adsorption amount, and it is possible to maintain the porous structure of COF, for optimal SO 2 adsorbing ability have. More preferably 500 to 900 m < 2 > / g.

이와 같이 본 발명의 COF는 SO2에 대하여 반응성을 갖는 극성 작용기가 도입됨으로써 상기 작용기가 SO2와 반응하게 된다. 따라서, SO2의 흡착 전후의 COF를 비교함으로써 SO2의 화학적 흡착여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, IR 스펙트럼 분석시, 작용기가 SO2와 화학적 흡착이 수행되면 흡착 전에는 존재하지 않던 피크가 관찰됨을 확인할 수 있다. 즉, 디메틸아민기가 SO2를 흡착하면 1323㎝-1 및 1145㎝-1의 피크를 가지며, SO2 탈착 후의 IR 스펙트럼은 1323㎝-1 및 1145㎝-1의 피크가 사라지고, 흡착 전부터 COF에 존재하던 기존의 1320㎝-1의 피크를 가질 수 있다.Thus COF of the present invention is that the functional groups react with SO 2 being introduced into a polar functional group having reactivity with respect to SO 2. Therefore, it is possible to determine whether the chemical adsorption of SO 2 by comparing the COF of adsorption before and after the SO 2. For example, in the IR spectrum analysis, when a functional group is chemically adsorbed with SO 2 , a peak that was not present before adsorption can be observed. That is, when the dimethylamine group adsorbs SO 2 , it has peaks at 1323 cm -1 and 1145 cm -1 . The IR spectrum after SO 2 desorption disappears at the peaks at 1323 cm -1 and 1145 cm -1 , Lt; -1 > cm < -1 >

실시예Example

이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예는 본 발명의 일 구체적인 예로서, 본 발명을 설명하기 위한 것에 불과하며, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples. The following examples are merely illustrative of the present invention and should not be construed as limiting the present invention.

비교예Comparative Example 1 One

PMDA(615mg, 0.76mmol) 및 TAPA(140mg, 0.48mmol)을 2시간 동안 진공처리하여 N2 분위기 하 글러브 박스 내에서 메시틸렌(3ml)/NMP(3ml)/이소퀴놀린(0.3ml)의 용액에 용해하여 혼합 용액을 제조하였다.To a solution of mesitylene (3 ml) / NMP (3 ml) / isoquinoline (0.3 ml) in a glove box under N 2 atmosphere was treated with PMDA (615 mg, 0.76 mmol) and TAPA (140 mg, 0.48 mmol) To prepare a mixed solution.

상기 혼합 용액을 질소 하에서 10ml 유리 마이크로 웨이브 튜브 내에 밀봉한 후 Anton Paar 마이크로 웨이브 합성장치(모노웨이브 300)를 사용하여 300W로 2시간 동안 마이크로 웨이브를 조사하여 200℃로 가열하였다. 그 결과 생성된 갈색의 침전물을 정제된 THF 100ml로 여과하여 분리 회수하였다.The mixed solution was sealed in a 10 ml glass microwave tube under nitrogen and then irradiated with microwaves at 300 W for 2 hours using an Anton Paar microwave synthesizer (MonoWave 300) and heated to 200 ° C. The resulting brown precipitate was separated and recovered by filtration with 100 ml of purified THF.

상기 생성물을 활성화 용매를 4회 교체하면서 THF 100ml에 8시간 침지하였다. 상기 용매를 진공 하 100℃에서 제거하여 PI-COF-m (마이크로웨이브 합성방법을 통하여 얻은 결과물)를 갈색 파우더로서 얻었다. C66H30O12N8에 대한 분석결과는 다음과 같다.The product was immersed in 100 ml of THF for 8 hours while changing the activation solvent four times. The solvent was removed under vacuum at 100 캜 to obtain PI-COF-m (the product obtained through the microwave synthesis method) as a brown powder. The analysis results for C 66 H 30 O 12 N 8 are as follows.

계산치: C, 84.8; H, 0.32; N, 12.0. Calculated: C, 84.8; H, 0.32; N, 12.0.

실측치: C, 83.3; H, 0.48; N, 11.6. Found: C, 83.3; H, 0.48; N, 11.6.

FT-IR: 1373, 1505, 1720, 3045cm-1 FT-IR: 1373, 1505, 1720, 3045 cm -1

합성예Synthetic example 1 One

N,NN, N -디메틸-1--Dimethyl-l- (4-니트로페닐)메탄아민(b)의(4-nitrophenyl) methanamine (b) 합성 synthesis

Figure 112016126708960-pat00004
Figure 112016126708960-pat00004

아세토니트릴 30㎖에 1-(브로모메틸)-4-니트로벤젠(화합물 a) 5g(23.1mmol)이 교반된 용액에 대하여 과량의 화합물 디메틸아민 25㎖를 첨가하였다. 상기 혼합물을 실온에서 3시간 동안 교반하고, 물 5㎖를 첨가한 후 DCM(Dichloromethane, 디클로로메탄)으로 2회 추출하였다. 유기상을 소듐설페이트에 건조시키고, 여과하고 응축하여 황색 오일 화합물 (b) 3.5g(83%)을 얻었다.25 ml of excess compound dimethylamine was added to a solution of 5 g (23.1 mmol) of 1- (bromomethyl) -4-nitrobenzene (compound a) in 30 ml of acetonitrile. The mixture was stirred at room temperature for 3 hours, added with 5 ml of water and extracted twice with DCM (dichloromethane, dichloromethane). The organic phase was dried over sodium sulfate, filtered and concentrated to give 3.5 g (83%) of a yellow oil compound (b).

1H NMR(200MHz, CDCl3) δ 8.20-8.14 (m, 2H), 7.52 (d, J=8.7Hz, 2H), 3.38 (s, 2H), 2.28 (s, 6H) 1H NMR (200MHz, CDCl 3) δ 8.20-8.14 (m, 2H), 7.52 (d, J = 8.7Hz, 2H), 3.38 (s, 2H), 2.28 (s, 6H)

합성예Synthetic example 2 2

4-((디메틸아미노)4 - ((dimethylamino) 메틸methyl )아닐린()aniline( DMMADMMA , (c))의 합성, (c))

Figure 112016126708960-pat00005
Figure 112016126708960-pat00005

에탄올 내의 화합물 (b) 3.5g(19.4mmol)의 혼합물을 65℃로 가열하였다. FeCl36H2O 0.83g(0.39mmol)과 활성탄소 0.07g(5.85mmol)을 첨가하고, 80%의 히드라진 하이드레이트 9.8g(194mmol)을 70℃ 이하의 온도를 유지하는 속도로 한 방울씩 첨가하였다. A mixture of 3.5 g (19.4 mmol) of compound (b) in ethanol was heated to 65 < 0 > C. 0.83 g (0.39 mmol) of FeCl 3 6H 2 O and 0.07 g (5.85 mmol) of activated carbon were added and 9.8 g (194 mmol) of 80% hydrazine hydrate was added dropwise at a rate to maintain a temperature below 70 ° C .

상기 반응물을 환류로 5시간 동안 가열하고, 실온으로 냉각한 후 농축하였다. 물 500㎖를 첨가하고, 반응물 용액을 DCM으로 3회 추출하였다. The reaction was heated at reflux for 5 hours, cooled to room temperature and then concentrated. 500 ml of water was added and the reaction solution was extracted three times with DCM.

상기 유기 추출물을 혼합하고, 소듐 설페이트로 건조한 후 농축하여 무색 오이 화합물 (c) 3.2g(75%)를 얻었다.The organic extracts were combined, dried over sodium sulfate, and concentrated to give 3.2 g (75%) of colorless cucumber compound (c).

1H NMR (300MHz, CDCl3), δ 7.10 (d, J=8.3Hz, 2H), 6.30 (d, J=8.4Hz, 2H), 3.60 (s, 2H), 3.30 (s, 2H), 2.21 (s, 6H)2H), 3.30 (s, 2H), 2.21 (s, 2H), 6.30 (d, J = 8.4 Hz, 2H) , 6H)

실시예Example 1 내지 4 1 to 4

PI-PI- COFCOF -- mX의mX 합성 synthesis

10㎖의 마이크로 웨이브 글라스 튜브를 아래 표 1에 나타낸 바와 같이 PMDA, TAPA 및 DMMA로 채웠다. A 10 ml microwave glass tube was filled with PMDA, TAPA and DMMA as shown in Table 1 below.

몰비
(PMDA:TAPA:DMMA)
Mole ratio
(PMDA: TAPA: DMMA)
PMDA
(mg)
PMDA
(mg)
TAPA
(mg)
TAPA
(mg)
DMMA
(mg)
DMMA
(mg)
Quantity
(mg)
Quantity
(mg)
Average molar functionalityAverage molar functionality
PI-COF-m10PI-COF-m10 3:1.8:0.63: 1.8: 0.6 165165 132132 2323 230230 2.222.22 PI-COF-m20PI-COF-m20 3:1.6:1.23: 1.6: 1.2 165165 117117 4646 220220 2.062.06 PI-COF-m30PI-COF-m30 3:1.4:1.83: 1.4: 1.8 165165 103103 7070 220220 1.931.93 PI-COF-m40PI-COF-m40 3:1.2:2.43: 1.2: 2.4 165165 8888 9090 200200 1.821.82 PI-COF-m50PI-COF-m50 3:1.0:3.03: 1.0: 3.0 165165 7373 114114 180180 1.711.71 PI-COF-m60PI-COF-m60 3:0.8:3.63: 0.8: 3.6 165165 6060 137137 150150 1.621.62 PI-COF-m70PI-COF-m70 3:0.6:4.23: 0.6: 4.2 165165 4444 160160 8080 1.531.53

상기 시료들을 2시간 동안 진공처리하고, N2 분위기하의 글로브 박스(glove box)에서 메시틸렌 3㎖/NMP 3㎖/이소퀴놀린 0.3㎖의 용액에 용해시켰다. The samples were vacuum treated for 2 hours and dissolved in a solution of 3 ml of mesitylene / 3 ml of NMP / 0.3 ml of isoquinoline in a glove box under N 2 atmosphere.

상기 혼합 용액을 질소 하에서 글라스 마이크로 웨이브 튜브 내에 밀봉하고, Anton Paar 마이크로-웨이브 합성장치(모노웨이브 300)를 사용하여 200℃에서 2시간 동안 300W로 마이크로 웨이브를 조사하여 가열하여, 갈색의 침전물을 생성하고, 정제된 THF 100㎖로 여과하여 분리하였다. The mixed solution was sealed in a glass microwave tube under nitrogen, and the microwave was irradiated at 300 W for 2 hours at 200 DEG C using an Anton Paar micro-wave synthesizer (MonoWave 300) to generate a brown precipitate And separated by filtration with 100 ml of purified THF.

상기 생성물을 THF 100㎖ 내에 8시간 침전하였다. 그동안에 상기 활성 용매를 4번 교체하였다. The product was precipitated in 100 ml of THF for 8 hours. Meanwhile, the active solvent was changed 4 times.

상기 용매를 진공 하 100℃에서 제거하여 PI-COF를 갈색 분말로 생성하였다. The solvent was removed under vacuum at 100 < 0 > C to yield PI-COF as a brown powder.

표면적 측정Surface area measurement

상기 비교예 1 및 실시예 1 내지 4에서 얻어진 각 COF에 대하여 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 방법으로 비표면적을 측정하였다.The specific surface area of each COF obtained in Comparative Example 1 and Examples 1 to 4 was measured by the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method.

측정 결과를 도 3에 나타내었다.The measurement results are shown in Fig.

도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 COF는 넓은 표면적을 갖는다. 다만, SO2와 반응할 수 있는 작용기를 갖는 DMMA의 사용량이 증가할수록 그 표면적이 감소하는 경향을 나타낸다.As can be seen from Fig. 3, the COF according to the present invention has a large surface area. However, as the amount of DMMA having a functional group capable of reacting with SO 2 increases, the surface area tends to decrease.

SO2 흡착 테스트SO2 adsorption test

상기 비교예 1 및 실시예 1 내지 4에서 얻어진 각 COF에 대하여 무게 측정방법에 기반한 SO2 흡착량 측정 방법으로 SO2 흡착 테스트를 수행하였다.SO 2 adsorption tests were performed on the respective COFs obtained in Comparative Example 1 and Examples 1 to 4 by the SO 2 adsorption amount measurement method based on the weighing method.

이에 따른 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에서 (a)는 흡착제 1g당 흡수된 SO2의 중량(g)으로 나타낸 것이고, (b)는 흡착제 표면적 1㎡ 당 흡수된 SO2의 몰수(mmol) 및 N2 몰수를 나타낸 그래프이다.The results are shown in Fig. 4 (a) is a graph showing the weight (g) of SO 2 absorbed per 1 g of the adsorbent, and (b) is a graph showing the number of moles of SO 2 absorbed per m 2 of the surface area of the adsorbent and the number of moles of N 2 .

도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 기능기 DMMA를 10몰% 첨가하였을 때, 흡착제 1g당 0.40g의 SO2를 흡착할 수 있으며, DMMA의 양이 증가할수록 BET 표면적과 trade off 관계로 인하여 g 흡착량이 감소한 결과를 나타내었다. 도 4(b)에서 알 수 있는 바와 같이 표면적 당 흡착량을 비교하면, 흡착량은 급격히 상승한다는 것을 알 수 있다. As can be seen from FIG. 4, when 10% by mole of the functional DMMA was added, 0.40 g of SO 2 could be adsorbed per 1 g of the adsorbent, and as the amount of DMMA was increased, g adsorption The results are shown in Fig. As can be seen from Fig. 4 (b), when the adsorption amount per surface area is compared, it can be seen that the adsorption amount abruptly increases.

IR StudyIR Study

비교예 1 및 실시예 1에서 얻어진 COF에 대하여 SO2 흡착 전, 흡착 후, 1회 탈착 후 및 흡탈착 5회 반복 후 탈착 상태의 IR 스펙트럼을 측정하고, 그 결과를 도 5에 나타내었다. IR spectra of the COF obtained in Comparative Example 1 and Example 1 were measured before, after, and after the SO 2 adsorption, the once desorption, and the adsorption / desorption 5 times. The results are shown in FIG.

도 5의 (a)는 비교예 1의 측정결과이고, (b)는 실시예 1의 측정결과이다.5 (a) is a measurement result of Comparative Example 1, and Fig. 5 (b) is a measurement result of Example 1. Fig.

도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 COF는 IR 스펙트럼에서 SO2 흡착시 SO2와 디메틸아민기와의 화학적 상호작용을 통한 케미칼 쉬프트(chemical shift) 및 새로운 피크로서 1323cm-1 및 1142cm-1가 생성된 결과를 나타내었다. 반면, 비교예 1의 경우에는 화학적 작용기가 존재하지 않음으로써 오로지 물리적 흡착만이 일어나며, 따라서, IR 스펙트럼의 변화는 나타나지 않았다.As can be seen from Figure 5, Example 1 COF is 1323cm -1 and 1142cm as Chemical shift (chemical shift) and a new peak with chemical interaction SO 2 adsorption when SO 2 and dimethyl amine groups on the IR spectrum of the - 1 was produced. On the other hand, in the case of Comparative Example 1, only the physical adsorption occurred due to the absence of the chemical functional group, and therefore, the IR spectrum was not changed.

이러한 결과는 실시예 1의 COF는 디메틸아민기에 의하여 SO2와 화학적 결합을 통한 흡착이 일어남을 입증하는 것이다.These results demonstrate that the COF of Example 1 is adsorbed by chemical bonding with SO 2 by the dimethylamine group.

나아가, 실시예 1의 COF는 SO2의 탈착 후 IR 스펙트럼을 살펴보면, 흡탈착을 수행하기 전의 COF에 존재하던 TAPA가 가지고 있는 방향족 C-N의 스트레칭에 의한 1320cm-1이 다시 나타나, 탈착에 의해 COF를 재생할 수 있음을 보여준다.Further, the COF of Example 1 shows IR spectrum after desorption of SO 2 , 1320 cm -1 due to the stretching of aromatic CN possessed by TAPA existing in COF before adsorption / desorption, again appears, and COF Can be reproduced.

SO2 흡착 재현성 테스트SO2 adsorption reproducibility test

비교예 1 및 실시예 1에서 얻어진 COF를 각각 5회에 걸쳐 SO2의 흡착 및 탈착 사이클을 반복하고, 각 사이클에서의 SO2 흡착능력을 측정하였다. The SO 2 adsorption and desorption cycles were repeated 5 times for COF obtained in Comparative Example 1 and Example 1, respectively, and the SO 2 adsorption capacity in each cycle was measured.

그 결과를 도 6에 나타내었다.The results are shown in Fig.

도 6으로부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예 1의 COF는 5회의 SO2 흡탈착 사이클 동안 SO2 흡착량이 서서히 감소하여 5회 흡착량은 최초 흡착량의 75% 정도에 불과하였다.As can be seen from FIG. 6, the COF of Comparative Example 1 gradually decreased the adsorption amount of SO 2 during five SO 2 adsorption / desorption cycles, and the adsorption amount of 5 times was only about 75% of the initial adsorption amount.

반면, 실시예 1의 COF는 5회의 SO2 흡탈착 사이클 동안 SO2 흡착량의 저하없이 일정한 흡착능을 가짐을 보여, SO2 흡착 재현성이 매우 우수함을 나타내었다.On the other hand, the COF of Example 1 showed a constant adsorption capacity without decreasing the adsorption amount of SO 2 during the five SO 2 adsorption / desorption cycles, indicating that SO 2 adsorption reproducibility was excellent.

Claims (13)

이미드 백본을 가지며, SO2와 반응성이 있는 극성기를 가지며, 상기 SO2와 반응성이 있는 극성기는 구조체 전체를 기준으로 10 내지 60몰%인 6각형의 네트워크 구조의 다공성인 공유결합성 유기골격 구조체.
A covalent organic skeleton structure having an imide backbone and a polar group reactive with SO 2, and a polar group reactive with the SO 2 , wherein the polar group has a hexagonal network structure of 10 to 60 mol% based on the entire structure, .
제1항에 있어서, 상기 이미드 백본은 PMDA와 TAPA의 반응에 의해 생성된 것인 공유결합성 유기골격 구조체.
The covalently bonded organic skeleton according to claim 1, wherein the imide backbone is produced by the reaction of PMDA and TAPA.
제2항에 있어서, 상기 이미드 백본은 다음의 구조식을 반복단위로 갖는 것인 공유결합성 유기 골격 구조체.
Figure 112018106705024-pat00006

3. The covalently bonded organic skeleton structure according to claim 2, wherein the imide backbone has the following structural formula as a repeating unit.
Figure 112018106705024-pat00006

제1항에 있어서, 상기 극성기는 카복실기 및 트리페닐아민기로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 공유결합성 유기골격 구조체.
The covalent organic skeleton structure according to claim 1, wherein the polar group is at least one selected from the group consisting of a carboxyl group and a triphenylamine group.
제3항에 있어서, BET 표면적이 90 내지 1,000㎡/g인 공유결합성 유기골격 구조체.
The covalently bonded organic skeleton according to claim 3, wherein the BET surface area is 90 to 1,000 m 2 / g.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 배기가스 중의 SO2 흡착을 위한 SO2 흡착제로 사용되는 공유결합성 유기골격 구조체.
Any one of claims 1 to A method according to any one of claim 5 wherein the covalently linked organic skeletal structure used in the SO 2 sorbent for adsorbing SO 2 in the exhaust gas.
제6항에 있어서, 상기 SO2 흡착제는 흡착제 1g 당 0.3 내지 0.45g의 SO2를 흡착하는 것인 공유결합성 유기골격 구조체.
The method of claim 6, wherein the covalently linked organic skeletal structure wherein the SO 2 sorbent to adsorb SO 2 of 0.3 to 0.45g per 1g sorbent.
제6항에 있어서, 상기 흡착제는 SO2 흡착시 IR 스펙트럼은 1323㎝-1 및 1145㎝-1의 피크를 가지며, SO2 탈착 후의 IR 스펙트럼은 1323㎝-1 및 1145㎝-1의 피크가 사라지고, 1320㎝-1의 피크를 갖는 것인 공유결합성 유기골격 구조체.
7. The method of claim 6 wherein the adsorbent during adsorption is SO 2 IR spectrum and has a peak of 1145㎝ 1323㎝ -1 -1, IR spectrum after SO 2 desorption of 1323㎝ -1 -1 peak disappears and 1145㎝ , And a peak at 1320 cm < -1 & gt ;.
PMDA, TAPA 및 DMMA를 용매에 용해하여 혼합 용액을 제조하는 단계; 및
상기 혼합용액에 마이크로 웨이브를 조사하여 가열하여 PMDA와 TAPA를 반응시킨 후 침전된 반응생성물을 회수하는 단계
를 포함하는 유기골격 구조체 제조방법이고, 상기 혼합 용액은 DMMA를 TAPA의 몰수에 대하여 3당량의 몰비로 첨가하며, 상기 DMMA를 10 내지 60몰%의 비율로 포함하며, 상기 유기골격 구조체는 이미드 백본을 가지며, 6각형의 네트워크 구조를 갖는 다공성인 공유결합성 유기골격 구조체 제조방법.
Preparing a mixed solution by dissolving PMDA, TAPA and DMMA in a solvent; And
A step of irradiating microwave to the mixed solution and heating to react PMDA and TAPA, and then recovering the precipitated reaction product
Wherein the mixed solution comprises DMMA in a molar ratio of 3 equivalents based on the molar amount of TAPA and DMMA in a proportion of 10 to 60 mol%, wherein the organic skeleton structure is imide A method for preparing a porous covalent organic skeleton structure having a backbone and having a hexagonal network structure.
제9항에 있어서, 상기 혼합 용액은 PMDA 3 당량에 대하여 TAPA를 0.6 내지 1.8몰비로 포함하고, DMMA를 0.6 내지 4.2몰비로 포함하는 것인 공유결합성 유기골격 구조체 제조방법.
10. The method according to claim 9, wherein the mixed solution contains TAPA at a molar ratio of 0.6 to 1.8, and DMMA at a molar ratio of 0.6 to 4.2, based on 3 equivalents of PMDA.
삭제delete 제9항에 있어서, 상기 용매는 메시틸렌, NMP 및 이소퀴놀린으로 이루어진 공용매인 유기골격 구조체 제조방법.
10. The method of claim 9, wherein the solvent is a co-solvent comprising mesitylene, NMP and isoquinoline.
제9항에 있어서, 상기 가열은 마이크로 웨이브를 이용하여 혼합용액의 온도가 200 내지 250℃의 범위에서 2시간 내지 2시간 30분 동안 수행하는 것인 유기골격 구조체 제조방법.
10. The method according to claim 9, wherein the heating is performed using microwaves at a temperature of 200 to 250 DEG C for 2 to 2 hours and 30 minutes.
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